基于立体大场景的输电线路路径优化选线的制作方法

本发明涉及输电线路路径选线技术领域，尤其涉及一种基于立体大场景的输电线路路径优化选线。

背景技术：

随着数字遥感技术在各个电力设计院的运用越来越广泛，各个电力设计院科技水平和管理水平的越来越高,全数字航测技术在各大电力设计院测量专业中得到了全面应用，但近几年各大电力设计院在各等级架空送电线路、核电站、大型电厂、变电站工程项目中发现传统的以地形图采集为主要目的的摄影测量软件已不能适应整个电力设计流程。测量专业在使用完传统的以地形图采集为主要目的的摄影测量软件处理完数据后发现现有的采编模块并不是最适合电力设计的需要。在电力设计中由于是针对电力线路的设计，所以需要处理更多的电力线路信息。其中包括线路的左右边线，范围线，风偏线等信息的处理，传统的以地形图采集为主要目的的摄影测量软件不能满足其需要的针对性。其更侧重于地物地貌的采编，对于特殊地物的处理比较薄弱，无法满足电力设计过程中针对线路的处理操作。传统的以地形图采集为主要目的的摄影测量软件不仅工作效率低，线路改线多，线路断面、边线、风偏无法测量，造成了较多的工程质量问题，而且员工劳动强度消耗很大，工程工期加长，需要大量的砍伐线路线行上的植被，造成了大量环境破坏，浪费了大量的工程成本。

在传统的输电线路线路优化中，应用最广泛的是海拉瓦-洛斯达技术。其工作模式是：首先将初设路径展绘到地图上，输入海拉瓦系统，借助立体眼镜，在立体像对上查看路径两旁的地物，地貌。通过量测建筑物、电力线、通讯线、采石场等对线路有影响的地物到路径的距离以及陡峭地貌的坡度，对地物地貌进行识别，及时获取电气专业需要的跨越物及地物属性，局部地段立塔条件是否具备，能否跨越电力线，以及转角的度数和数量、耐张段长度等信息，最后确立路径是否成立；然后利用洛斯达断面提取软件扫描数字高程模型dem，获取三线断面，加入交叉跨越信息，进行杆塔的实时动态排位，结合风偏和对线路安全有影像的危险区域，确定路径的可行性，通过jx4全数字摄影测量系统及线路平断面处理系统完成平断面图的测图工作。

在利用航空影像进行线路优化时，由于海拉瓦-洛斯达技术只能对立体像对一个个进行调用。输电线路的长度一般都是上百公里，长的达上千公里，一个立体像对对地面的覆盖范围有限，所有在利用海拉瓦-洛斯达技术进行线路优化时，需要选线人员和设计人员需要沿线路走向反复的切换立体像对，以便能够情况的了解线路两侧范围内的地物和地貌信息，同时由于一个立体像对覆盖地面范围的局限，使得选线人员和设计人员只能看到当前立体像对范围内的地物和地貌信息，不能同时顾及到相连区域的地物地貌信息，很难做到“瞻前顾后”，从整体上把握线路的走向；特别是当使用无人机进行航拍的，由于无人机所搭载的传感器系统(一般为可见光相机)的像幅一般较大飞机小很多，一个立体像对覆盖的地面范围更小，所以在输电线路勘测设计中要求的航飞2km的宽度范围内，需要来回飞多个航带，造成线路优化时，需要反复去寻找初设路径经过的立体像对以便观测。这种利用立体像对的方式进行输电线路路径优化设计，需要反复的寻找初设路径经过的立体像对和切换立体像对，给选线人员和设计人员造成了很大的不便，严重影响着线路路径优化的速度，从而对工程工期造成一定影响；同时，这种方式也不利于从整体上把握线路的走向，可能造成路径优化不合理，造成后期改线，影响工程进度。基于上述陈述，本发明提出了基于立体大场景的输电线路路径优化选线。

技术实现要素：

本发明的目的在于在输电线路的规划设计中，选线人员和设计人员能够在立体配对片的立体大场景环境中对输电线路的走向进行规划设计，避免在立体像对中进行线路路径规划设计时，反复的进行模型切换。通过将飞机(包括无人机)获取的影像进行处理、拼接，形成拼接的大影像(数字正射影像图dom)，然后和带地表高程信息的模型(数字高程模型dem)进行叠加处理，生成立体配对片的立体大场景，而提出的一种基于立体大场景的输电线路路径优化选线。

基于立体大场景的输电线路路径优化选线，需要数字高程模型dem和数字正射影像图dom，具体包括以下步骤：

s1、获取数字高程模型dem；

s2、利用原始影像数据、空中三角测量成果和步骤s1中获取的数字高程模型dem，在数字摄影测量系统中，利用摄影测量原理，对每一个像元进行数字正射微分纠正，生成单片航空相片数字正射影像，经镶嵌、匀色等数据处理，生成数字正射影像图dom成果；

s3、获取步骤s1中的数字高程模型dem和步骤s2中的数字正射影像图dom后，通过算法分别将数字高程模型dem和数字正射影像图dom读入到计算的内存空间中；

s4、通过步骤s3中的算法，根据数字高程模型dem的数据，将数字正射影像图dom分别投影到立体的左右影像上，给观测者呈现和实际世界一致的立体效果，然后在此基础上进行输电线路的优化设计工作。

优选的，所述步骤s1中数字高程模型dem的获取方式包括两种：a、利用飞机上搭载的相机获取的影像，以及外业测量采集的控制点和相机的参数，经过内定向、相对定向和绝对定向等操作，实现空中三角测量，获取到每张航片的外方位元素，从而确定航片在摄影瞬间相对于地面的位置和姿态，然后通过数字高程模型dem匹配算法得到测区对应的数字高程模型dem；b、通过机载激光雷达直接获取地表的点云数据，然后基于高密度的激光点云进行点云的滤波和分类，提取正确的地形点，制作数字高程模型dem。

优选的，所述步骤s3中数字正射影像图dom带有平面坐标，数字高程模型dem带有平面坐标以及平面坐标处对应的高程信息，数字高程模型dem和数字正射影像图dom上同一个位置能一一对应起来，且数字正射影像图dom上地物、地貌的高度能够表现出来。

本发明的关键点在于通过数据量很大的数字高程模型dem，将数据量很大的数字正射影像图dom投影到立体的左右影像上形成立体，观测者带上立体眼镜能够观察到真实的立体三维场景，以便观测者能够在此立体三维场景中进行输电线路的优化设计工作。

本发明提出的基于立体大场景的输电线路路径优化选线，将立体大场景用于输电线路的路径优化工作，每一个立体大场景的覆盖的线路路径长度可以达到几十公里，甚至上百公里；而海拉瓦-洛斯达技术利用立体像对进行输电线路的优化设计，每一次加载的一个立体模型的覆盖线路的长度最多不超过1公里，所以通过立体大场景进行输电线路的优化设计，可以很明显的减少线路优化时模型切换的次数，扩大选线人员和设计人员观察的视野范围，使其能够更加清楚的观察到线路两旁的地物、地貌状况，便于从整体上把握线路的走向和细部杆塔的优化工作，使输电线路优化工作更加精确，有利于提高线路优化工作的进度，提高作业效率，减少工程周期，同时，能够降低后期改线的风险，节省人力物力，从而节约工程成本。

附图说明

图1为本发明提出的基于立体大场景的输电线路路径优化选线的数字正摄影图dom生产流程图；

图2为本发明提出的基于立体大场景的输电线路路径优化选线的数字高程模型dem图；

图3为本发明提出的基于立体大场景的输电线路路径优化选线的数字正射影像图dem图。

具体实施方式

参照附图1-3，下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

本发明提出的基于立体大场景的输电线路路径优化选线，需要数字高程模型dem和数字正射影像图dom，具体包括以下步骤：

s1、获取数字高程模型dem，其获取方式包括两种：a、利用飞机上搭载的相机获取的影像，以及外业测量采集的控制点和相机的参数，经过内定向、相对定向和绝对定向等操作，实现空中三角测量，获取到每张航片的外方位元素，从而确定航片在摄影瞬间相对于地面的位置和姿态，然后通过数字高程模型dem匹配算法得到测区对应的数字高程模型dem；b、通过机载激光雷达直接获取地表的点云数据，然后基于高密度的激光点云进行点云的滤波和分类，提取正确的地形点，制作数字高程模型dem；

s2、利用原始影像数据、空中三角测量成果和步骤s1中获取的数字高程模型dem，在数字摄影测量系统中，利用摄影测量原理，对每一个像元进行数字正射微分纠正，生成单片航空相片数字正射影像，经镶嵌、匀色等数据处理，生成数字正射影像图dom成果，数字正射影像图dom生产流程(如图1)；

s3、获取步骤s1中的数字高程模型dem(如图2)和步骤s2中的数字正射影像图dom(如图3)后，通过算法在计算机中开辟一块内存空间，通过算法分别将数字高程模型dem和数字正射影像图dom读入到计算的内存空间中，其中，数字正射影像图dom带有平面坐标，数字高程模型dem带有平面坐标以及平面坐标处对应的高程信息，数字高程模型dem和数字正射影像图dom上同一个位置能一一对应起来，且数字正射影像图dom上地物、地貌的高度能够表现出来；

s4、通过步骤s3中的算法，根据数字高程模型dem的数据，将数字正射影像图dom分别投影到立体的左右影像上，给观测者呈现和实际世界一致的立体效果，然后在此基础上进行输电线路的优化设计工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。